数字电视液晶显示器亮度测量不确定度评定

数字电视液晶显示器亮度测量不确定度评定 艨雪松等:数字电视液矗显示器亮度测,不确定度评定 数字电视液晶显示器亮度测量不确定度评定 ,,,,,,,,,, ,, ,,;,,,,,,,, ,, ,,,,,,,,,,, ,, ,,, ,,,,,,,;, ,,, ,,,,,,, ,,,,,,,,,, ,,, ,,,,,,,, 陈雪松时 强 (上海市质量监督检验技术研究院电子电器家用电器质量检验所，上海,,,,,,) 摘要:本文针对实际的数字电视液晶显示器亮度检验工作，简要介绍了平板电视亮度指标的测试方法，详细分析了测试过程中各不确定度分量的来 源。进而计算出合成不确定度和扩展不确定度。最后给出了不确定度测试。 关键词:液晶显示器;亮度;不确定度;扩展不确定度,概述 测试前，被测显示器应在额定测量条件下工作 当前，随着数字高清电视技术的快速发展，使得以液 ,,,,,,，以使显示器性能稳定。信号源送全白场信号输入晶为代表的平板电视成为市场的主流，进入了千家万户。 到被测显示器，光度计的光轴对准显示器的中心位置开其中，亮度作为平板电视的一项重要的性能指标，是液晶 始测试，用,,次测量的平均值作为测量结果。电视进行各类性能检验的必测项目。为了保证液晶电视 ,数学模型亮度测量数据的准确可靠，本文根据行业标准规定的测 依据测试方法，在额定测试条件下，环境条件以及测试条件和方法，对其进行不确定度评定。 试距离对测试结果的影响可以忽略，建立如下数学模型:,(,测量依据 翰,, ,,,, ,,,,,—,,,,数字电视平板显示器测量方法。 式中:,是被测显示器在额定测试条件下的亮度,(,环境条件 值;,是测量仪器的示值。 环境温度:,,??,?;相对湿度:,,,,,,,;电源 ,标准不确定度评定电压的波动范围:?,,;测试暗室的杂散光照度小于或 ,(,测量重复性引入的测量不确定度分量?(,,)等于,,,。 该不确定度分量主要源于滤光片光度计(,,,,,)的,(,被测对象 测量重复性，采用,类方法进行评定。 某品牌,,寸数字电视液晶显示器的亮度指标。 衰,亮度测量示值,(,测量仪器 塑量壅墼 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 堡 光度计:,,,,,,,,,,,;,公司的,,,,,滤光片光度计。 示值(,,,辞)粥，, ,,,(, ,,,(, ,,,(, ,,,(, ,,,(, ,,,(, ,,,(, ,,,(, ,,,(, 信号源:芝测公司,,,,,,测试信号发生器。 由表,得到亮度测试平均值:,(,测试方法 ,,,吉墨厶,击墨厶,,,,(,, ;,,,, ,:,,呼:、,辱:。(,,,刮沙 在对液晶显示器进行测试过程中，测试系统布置如 单次测量的标准差:图,所示: 舒 因蚍七),忑,,蠕,,(鸺,;,,矗 自由度:彭,,,一,,,,—,,, ,(,光度计精度引入的测量不确定度分量,(,,) 该不确定度分量主要源于滤光片光度计(,,,,,)的 仪器误差，采用,类方法进行评定。由滤光片光度计的 圈,舅试布，图 技术说明书可知，此光度计的精度为?,,，取半宽区间， 并以均匀分布估计，则: 万方数据 《计,,与测试技术渤,,每第,,卷第,期 ?;耻警,学 “(,,)的估计很可靠，故自由度:秽,,? :,(,,, ;,,,, ,合成标准不确定度的评定 以上不确定度分量彼此独立，互不相关，因此: ,。,?,(,,),，,(,,),，,(,,),，,(厶),,(,光度计分辨力引入的测量不确定度分量,„(,,) 该不确定度分量主要源于滤光片光度计(,,,,,)的 ,?,(,,,,，,(,,,,，,(,,,,，,(,,,, :,(,,, ;,,,,最小分辨力误差，采用,类方法进行评定。本次测试使用的 滤光片光度计是数显测试仪表，其最小分辨力为 ,扩展不确定度的评定,(,;;,,,,，取半宽区间，并以均匀分布估计，则: 合成标准不确定度的有效自由度,矿的确定如下: ,币??五丁五瓦,面 ,～ ,(如):—,(,,,:,(,,,;,,,, ‖，,, ?, 十 ? , 一 。唾,(,,,骊, :——堑,:,(,×,,, ,(,,)的估计很可靠，故自由度:秽,,? 口, ”, ,, ,,,(,信号源的输出电平精度引入的测量不确定度分量 到?×,(,,) 该不确定度分量主要源于信号源的输出电平误差， 于是，可取秽。序,?采用,类方法进行评定。 取置信概率,,,,,，按有效自由度移。矿,?，查, 由于信号源的输出电平与显示器的亮度近似于线性 分布表得,,,(,,,，于是扩展不确定度为:关系，且在高亮部分，输入信号变化对显示器亮度变化的 ,,,,,。,。,,(,,,×,(,,,,,(,,;,,,,影响不明显，因此，以线性关系估计不确定度分量?(,。) ,测量不确定度报告是可靠的。在实际测试过程中，信号源输出全自信号，其 本次液晶显示器亮度测量结果为,,,,,(,,;,,,,，,信号电平为,(,,，因此信号源的输出电平与显示器亮 扩展不确定度,,,,,(,, ;,,,,，它是由合成标准不确定度关系的数学模型: 度“。,,(,,, ;(,,,,和包含因子屯,,(,,,的乘积得到 ,,,,,。, 的。包含因子由概率,,,,,，自由度口酊,?，查,分 式中:,。一被测显示器的亮度;,,一信号源的输出电 布表得到。平;,,一传递系数。 参考文献 传递系数的确定如下: 〔,〕,,,,,,,—,,,,(数字电视平板显示器测量方法〔,〕( 忌,:百,,,(,,—,,,(,,,;,,,,(, 由仪器技术说明书可知，此设备的输出电平精度为 作者简介:陈雪松，男，师。工作单位:上海市质量监督检验技术研究?,,,，取半宽区间，并以均匀分布估计，则: 院电子电器家用电器质量检验所。通讯地址:,,,,,,上海市徐汇区永嘉路 ,„(厶):也掣:,(,,,彬,, ?, ,,,号猫室。 时强，上海市质量监督检验技术研究院电子电器家用电器质量检验所 (上海,,,,,,)。 ,(,。)的估计很可靠，故自由度:口。,? 收稿时间:,,,,—,,—,, 首批,,家医疗机构成“世博会实验室” ,月,,目上午，国家认可委在上海市隆重举行世博会医学实 学监测中心医学实验窒和上海达安医学监测中心医学实验室。验室授牌仪式，上海首批,,家医疗机构获得国家认可成为“世博 到,,,,年，力争上海市,,,以上三级医院以及,,,的二级综合会医学实验室”。 性医院的医学实验室通过中国合格评定国家认可委员会认可。 首批成为“世博会医学实验室”的医疗机构是:复旦大学附属 目前，上海市二、三级医院实验室技术人员共有,,,人接受了中山医院检验科医学实验室、复旦大学附属肿瘤医院检验科医学 实验室认可应用培训，,,,人接受实验室认可专题培训，,,人取得实验室、复旦大学附属妇产科医院检验科医学实验室、上海市交通 实验室认可外审员资格证书，,,家医疗卫生机构，通过评审获得大学医学院附属上海儿童医学中心检验科医学实验室、上海市交 了国家认可委合格评定认可，使上海市医学实验室在人才建设和通大学医学院附属瑞金医院临床实验诊断中心医学实验室、上海 能力建设等方面取得了显著的提升。中医药大学附属曙光医院检验科医学实验室、第二军医大学附属 医学实验室国家认可的建立和推行，将有效地提高医学长海医院检验科医学实验室、同济大学附属同济医院检验科医学 实验室的质量管理水平。控制医学实验室检验,校准等质量风险，实验室、 上海市公共卫生临床中心检验科医学实验室、上海迪安医 防范各种可能的安全事故。 万方数据数字电视液晶显示器亮度测量不确定度评定作者: 陈雪松， 时强作者单位: 上海市质量监督检验技术研究院电子电器家用电器质量检验所上海200031刊名: 计量与测试技术英文刊名: METROLOGY amp MEASUREMENT TECHNIQUE年，卷期: 2010，374被引用次数: 0次参考文献2条1.SJ/T11348-2006. 数字电视平板显示器测量方法2.JJF1059-1999.测量不确定度评定与表示相似文献10条1.期刊论文 谭晓丽.葛宰林.蒋秋萍.TAN Xiao-Li.GE Zai-Lin.JIANG Qiu-Ping 提高汽车音响液晶显示器亮度及亮度均一化的结构优化设计 -机电产品开发与创新2007203 液晶显示器的工作原理要求给液晶提供一个光源液晶才能显示亮度.结合提高汽车液晶显示器的亮度及亮度均一化的设计要求.通过对液晶显示器的导光板的结构原理、光学作用原理分析优化设计照明系统中的导光板微结构的形状和参数通过计算机模拟分析设计结构和参数达到了提高显示亮度和提高亮度均一化的设计要求并制作出样品通过光学设备的检测证明其设计的合理性.2.学位论文 彭绍湖 TFT-LCD液晶显示器表面缺陷检测技术研究 2007 薄膜晶体管液晶显示器Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，简称TFT-LCD具有高分辨率、高亮度和无几何变形等优点，同时由于其体积小、重量轻和功耗低，因而被广泛的应用在显示器领域。TFT-LCD的制造过程极其复杂，需要近百道工序，因此在制造的过程中难免会出现缺陷。对于TFT-LCD的表面缺陷检测，有利于缺陷的统计分析、缺陷修补和 Scratch抓痕，Particle微粒等缺陷是目前TFT-LCD制淘汰不合格品。 Pinhole针孔， 造过程中常见的缺陷。在图像获取的过程中TFT-LCD图像出现表面亮度不均匀，图像内部非周期性是本文要解决的主要难题。同时由于摄像机的分辨率较高，使得图像数据量非常大，因此，提高系统检测的实时性是本文的另一个目标。 本文通过机器视觉的方法对设计了一个缺陷检测系统对TFT-LCD进行缺陷检测。针对亮度不均匀，本首先通过基于“平滑抽样”的处理方法对图像进行区域划分，从而克服亮度不均匀的不利影响。针对图像的非周期性，采用基于“投影谷点”的图像分割方法并对区域进行分类，克服了图像内部非周期性的影响，最后通过特征提取和BP神经网络实现了对缺陷的检测。 针对摄像头的物理特性带来的不利影响，本文首先通过缩小摄像头与TFT-LCD面板之间的距离，减少摄像头对面板的获取范围的方法，在实验方法上大大减少亮度不均匀和非周期性的影响。 在检测算法的设计上，针对图像亮度不均匀的不利影响，本文从宏观上分析，提出基于“平滑抽样”的图像区域划分算法，即利用一个象素点来代表图像中的局部区域，并将该区域平均亮度作为该点的亮度值，利用这种方法不仅可以有效的通过设定阈值对图像进行分割，同时也有利于提高系统的效率。通过基于“平滑抽样”的区域划分后，获得了内部亮度均匀的各个小图像，从而克服了图像亮度不均匀带来的不利影响。 针对图像内部存在非周期性的不利影响，本文从微观上进行分析，采用基于“投影谷点”的图像第二次分割算法，该算法通过对图像进行“行”和“列”的投影获取图像的投影曲线，再根据投影曲线获得图像的投影谷点，最后根据图像的内部特点，利用各个投影谷点对图像进行分割，并对分割后的图像进行基于内部结构相似性的分类? 钪沼行У目朔 送枷衲诓糠侵芷谛缘牟焕 跋臁,ü 苑指詈蟮耐枷袂 蚍治觯 竦昧烁鞲銮 虻奶氐悖 岷贤枷裉卣魈崛〉南喙乩砺郏 疚耐ü 崛? 虻拿婊 臀评硖卣髯魑 虻奶卣飨蛄浚 腥毕菁觳馓峁?谰荨?为了克服不同图像亮度不同以及同一幅图像经 过分割后各个小图像亮度不同给识别算法的阂值设置上带来的困难，本文利用BP神经网络具有自组织、自适应和自学习能力的特点，设计了基于BP算法的神经网络，将归一化后的特征向量送入网络进行训练，并根据网络的参数对缺陷区域进行有效的识别。最后通过对正常区域和缺陷的区域的比较，有效的对区域中的缺陷点进行精确定位。 本文通过宏观和微观的分析方法，设计了一个基于机器视觉的检测系统对TFT-LCD的表面缺陷进行检测。利用本文提出的基于“平滑抽样”和“投影谷点”的图像处理方法，有效的克服了图像中存在亮度不均匀和内部非周期性的不利影响。最后通过对区域的特征提取和神经网络对缺陷进行检测识别。实验证明，本文设计的检测系统能有效快速的实现对TFT-LCD表面缺陷的检测。3.学位论文 庄晓薇 背光源系统均匀导光与亮度增强的方法研究 2007 与CRT、等离子、背投等显示设备相比，液晶显示器因具有纯平面、显示精细、厚度薄、色彩鲜艳等特性而成为平板显示的主流。为保证其日益广阔的应用前景，就必须进一步提高显示效果，尤其是亮度和均匀性。但液晶本身不发光，因此背光源的研发与设计就成为现代显示与成像技术的研究热点之一，具有广泛的理论意义和实用价值。 导光与增亮是现阶段液晶产业面临的一个最主要的问题。本文分析了在光线传播过程中，背光组光能损失的主要途径，论述了提高光能利用率的几种方法:采用高反射率的反射膜、偏振光分离重利用、加入棱镜膜、改进导光板等。 结合我国液晶产业目前的生产状况，本文提出了在光源处进行偏振光分离重利用的方法并设计了具体的实验光路，计算了光能利用率，进行了详细的误差分析。这种针对大屏幕显示设备，在提高了光能利用率、降低了起偏损失的同时，还可以减少棱镜片的使用数量及电力耗费。结构简单，易于实现。 本文利用LightTools的专业设计功能，实现了背光系统的三维建模;利用蒙特卡罗光线追迹功能，完成了整个光路的模拟分析，得到了对应于亮度和均匀性的多种输出结果，便于以后的调试和优化。 在前期工作基础上，本文改进完善了已有的光路模拟追迹程序，采用.TXT文件作为接口数据实现了与交互式建模工具的配合使用;初步探索了包含棱镜膜功能的一体化导光板的设计，以期使小屏幕显示设备更轻薄，性能更优越。4.会议论文 牟晓非.田志强.王颖.姜国华.翟雁燕 液晶显示器在不同的环境照明和亮度对比度条件下可读性的研究 2001 为探讨照明对液晶显示器可见度的影响本文研究分为一个实验步骤进行通过光度学的物理测量通过改变光源的入射角研究对比度和可见度的变化采用SPSS-2000对其结果进行差异显著性分析.5.学位论文 王超 液晶显示中运动伪像的研究 2006 近年来，液晶显示技术及产业的快速发展引人注目，作为平板显示器的杰出代表，液晶显示器正逐渐取代传统的CRr显示器，但是液晶显示器在显示运动图像时受到运动伪像问题困扰，显示质量还不能令人满意，这制约了其在电视等对运动显示高要求领域的推广和运用。运动伪像问题已是液晶显示器面临的最后难题，构建一套完善的测试评估系统，科学、客观、定量的对液晶显示器运动伪像进行测量和评估，对不同液晶显示器的显示质量进行比较，找出相关参数的最优组合，促进液晶显示器运动显示质量的改善，已经成为一项十分必要和极具现实意义的研究工作。 目前业界最常用的针对液晶显示器运动伪像的评估测量方案是，通过测量液晶显示器响应时间来加以衡量，但是随着研究深入，人们发现响应时间概念并不能解释引起运动伪像的所有因素，事实上它只是揭示了运动伪像问题的一部分。为了再现人眼对液晶显示器运动图像的感知，以便进行测量和评估，根据液晶显示器的保持型显示特性、人眼平 滑追踪运动图像以及人眼视觉是对亮度的时间积分理论，提出了两种测量方案:一种是基于高速CCD相机或追踪CCD相机的测量方法，通过模拟人眼运动以及CCD像素对亮度的积分作用，再现人眼对运动图像的感知，但是这类测量系统硬件的同步性、测量精度等要求高，设计成本高，而对运动伪像的模拟效果与.